(57)【要約】【課題】無線通信システムにおいて、コストや規模を低減させつつ、通信品質の低下を局限すること。【解決手段】基地局１０と移動局４，５とを具備する無線通信システムであって、基地局１０は、通信エリア３０が複数に分割された各セクタ向けの指向性ビームをセクタごとに照射可能な指向性アンテナ２０−１〜２０−３を有するセクタアンテナ２０を備え、基地局１０は、セクタアンテナ２０に具備される指向性アンテナ２０−１〜２０−３を規則的またはランダム的に選択・切替する。【選択図】        図１
2006352189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局装置と移動局装置とを具備する無線通信システムであって、
前記基地局装置は、指向性ビームを形成可能なアンテナを備え、
前記基地局装置は、前記指向性ビームを形成可能なアンテナの指向性ビーム照射方向を規則的またはランダム的に制御することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記基地局装置は、
自身と通信する移動局装置との間に、自身の通信に障害を与えると推測される通信障害車両が存在するか否かを判定する通信障害車両存在判定部と、
前記通信障害車両存在判定部の判定結果に基づいて前記指向性ビームを形成可能なアンテナの指向性ビーム照射方向を制御するアンテナ制御部と、
を備え、
前記アンテナ制御部は、通信障害車両が存在する場合に該通信障害車両が存在する指向性ビームを形成可能なアンテナの指向性ビーム照射方向における指向性ビームの送信時間率を低減／増加させるとともに、他の指向性ビームを形成可能なアンテナにおける指向性ビームの送信時間率を増加／低減させることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記基地局装置の通信エリア内に前記指向性ビームを形成可能なアンテナからの指向性ビームを反射する構造物が設置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
複数の基地局装置と移動局装置とを具備する無線通信システムであって、
前記基地局装置は、
指向性ビームを形成可能なアンテナと、
前記複数の基地局装置間の送信タイミングを制御するための情報として該複数の基地局装置を統括する上位局から伝達される基地局装置間連携情報に基づいて自身の指向性ビームを形成可能なアンテナの指向性ビーム照射方向を切り替えるための切替タイミング情報を生成出力する基地局装置間同期部と、
前記基地局装置間同期部が出力する切替タイミング情報に基づいて前記指向性ビームを形成可能なアンテナごとに選択された前記指向性ビームの照射方向を制御するアンテナ制御部と、
を備え、
前記複数の基地局装置間で共有される同一通信エリアに対する通信が単一周波数で運用されることを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
複数の基地局装置と移動局装置とを具備する無線通信システムであって、
前記基地局装置は、
指向性ビームを形成可能なアンテナと、
前記複数の基地局装置間の送信タイミングを制御するための制御情報として該複数の基地局装置を統括する上位局から伝達される基地局装置間連携情報に基づいて自身の指向性ビームを形成可能なアンテナの指向性を切り替えるための切替タイミング情報を生成出力する基地局装置間同期部と、
自身と通信する移動局装置との間に通信障害車両が存在するか否かを判定する通信障害車両存在判定部と、
前記基地局装置間同期部が出力する切替タイミング情報および前記通信障害車両存在判定部の判定結果に基づいて前記指向性ビームを形成可能なアンテナごとに選択された前記指向性ビームの照射方向を制御するアンテナ制御部と、
を備え、
前記複数の基地局装置間で共有される同一通信エリアに対する通信が単一周波数で運用されることを特徴とする無線通信システム。
【請求項６】
前記基地局装置の通信エリア内に前記指向性ビームを形成可能なアンテナからの指向性ビームを反射する構造物が設置されていることを特徴とする請求項４または５に記載の無線通信システム。
【請求項７】
一の基地局装置のアンテナ制御部は、該一の基地局装置に設定される通信エリアと該通信エリアに隣接する１〜複数の隣接通信エリアとの間の重複エリアにおける通信が干渉しないように自身の指向性ビームを形成可能なアンテナの指向性の照射を制御することを特徴とする請求項４〜６のいずれか一つに記載の無線通信システム。
【請求項８】
複数の移動局装置との間で通信を行う基地局装置であって、
指向性ビームを形成可能なアンテナを備え、
前記指向性ビームを形成可能なアンテナが規則的またはランダム的に指向性ビーム照射方向を制御されることを特徴とする基地局装置。
【請求項９】
自身と通信する移動局装置との間に、自身の通信に障害を与えると推測される通信障害車両が存在するか否かを判定する通信障害車両存在判定部と、
前記通信障害車両存在判定部の判定結果に基づいて前記指向性ビームを形成可能なアンテナごとに前記指向性ビームの指向性ビーム照射方向を制御するアンテナ制御部と、
をさらに備え、
前記アンテナ制御部は、通信障害車両が存在する場合に該通信障害車両が存在する指向性ビームを形成可能なアンテナにおける指向性ビームの送信時間率を低減／増加させるとともに、他の指向性ビームを形成可能なアンテナにおける指向性ビームの送信時間率を増加／低減させることを特徴とする請求項８に記載の基地局装置。
【請求項１０】
複数の移動局装置との間で通信を行う基地局装置であって、
指向性ビームを形成可能なアンテナと、
複数の基地局装置間の送信タイミングを制御するための情報として該複数の基地局装置を統括する上位局から伝達される基地局装置間連携情報に基づいて自身の指向性ビームを形成可能なアンテナの指向性ビーム照射方向を切り替えるための切替タイミング情報を生成出力する基地局装置間同期部と、
前記基地局装置間同期部が出力する切替タイミング情報に基づいて前記指向性ビーム照射方向を制御するアンテナ制御部と、
を備え、
前記複数の基地局装置間で共有される同一通信エリアに対する通信が単一周波数で運用されることを特徴とする基地局装置。
【請求項１１】
複数の移動局装置との間で通信を行う基地局装置であって、
指向性ビームを形成可能なアンテナと、
前記複数の基地局装置間の送信タイミングを制御するための制御情報として該複数の基地局装置を統括する上位局から伝達される基地局装置間連携情報に基づいて自身の指向性ビームを形成可能なアンテナの指向性ビーム照射方向を切り替えるための切替タイミング情報を生成出力する基地局装置間同期部と、
自身と通信する移動局装置との間に、自身の通信に障害を与えると推測される通信障害車両が存在するか否かを判定する通信障害車両存在判定部と、
前記基地局装置間同期部が出力する切替タイミング情報および前記通信障害車両存在判定部の判定結果に基づいて前記指向性ビームを形成可能なアンテナの指向性ビーム照射方向を制御するアンテナ制御部と、
を備え、
前記複数の基地局装置間で共有される同一通信エリアに対する通信が単一周波数で運用されることを特徴とする基地局装置。
【請求項１２】
一の基地局装置のアンテナ制御部は、該一の基地局装置に設定される通信エリアと該通信エリアに隣接する１〜複数の隣接通信エリアとの間の重複エリアにおける通信が干渉しないように自身の指向性ビームを形成可能なアンテナの照射を制御することを特徴とする請求項１０または１１に記載の基地局装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムに関するものであり、特に、シャドーイング率を改善した無線通信システムおよびその基地局装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近時、無線通信技術や、ネットワーク技術の発展を背景として、移動体無線通信システムにおいても、通信断を生じさせることなく、安定かつ通信品質の確保された無線通信が望まれている。その一方で、道路交通の安全性向上を目的として、無線を利用して必要な情報を提供する高度道路交通システムの技術開発が進められている。なお、高度道路交通システムとは、情報技術を用いて、人、車両および道路を結びつけ、交通事故や渋滞などの道路交通問題の解決を目的として整備される新しいタイプの交通システムであり、１９９５年頃から政府を中心に推進されているシステムである。
【０００３】
交通事故の多くが交差点で生じることに鑑みると、交差点周辺の車両や歩行者の情報を各交差点において配信することが重要な要素となる。一方、この種の情報は、交差点に進入する全ての車両に確実に配信される必要があり、通信品質劣化や、通信断を解決するための技術が必須となってくる。例えば、大型車両などによって通信路が遮られることによって発生するシャドーイングと呼ばれる現象などに起因して、通信断や通信品質劣化が発生し、必要な情報が伝達されない可能性が考えられる。したがって、上記のような交通システムを整備するに際し、シャドーイングに起因する通信品質劣化や、通信断を解決するための技術が必須となってくる。
【０００４】
従来から、移動体通信におけるシャドーイングに起因して生ずる通信品質劣化や、通信断を解決するための技術が、例えば、以下の特許文献１〜４に開示されている。
【０００５】
例えば、下記特許文献１では、複数の指向性アンテナからなるセクタアンテナを用いてアンテナダイバーシティ通信を行って通信品質を改善する無線通信方式を使用して通信品質を測定し、その測定結果をもとに新たな通信用指向性アンテナの選択を行う方法が開示されている。
【０００６】
また、下記特許文献２では、移動局にデータ信号の送出を許可する意味を持つ許可信号を基地局の複数の指向性アンテナから順次送信し、移動局ではこの許可信号の受信電界強度があらかじめ定められたスレッショルドを越えた場合にデータ送信を行い、基地局では各指向性アンテナからの許可信号に対する移動局の応答率等を常時モニタし、応答率の高いアンテナでは許可信号の送出頻度を上げ、逆に応答率の低いアンテナでは送出頻度を下げる方法が開示されている。
【０００７】
また、下記特許文献３では、通信領域に存在する移動局に搭載された通信装置と更新を行う移動局データ無線通信システムにおいて、通信領域に存在する移動局の大きさと、移動局の予測位置に基づいてシャドーイングを予測し、移動体のアンテナ高さを調整する方法が開示されている。
【０００８】
さらに、下記特許文献４では、複数の基地局を設置し、基地局が同じ周波数で送信する方法が開示されている。
【０００９】
【特許文献１】特許第３２３５８２１号明細書
【特許文献２】特開平７−１３１４１１号公報
【特許文献３】特許第３５８９８９６号明細書
【特許文献４】特開２００１−６９０６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１，２に示される従来技術では、通信品質の判定機能が必要であり、上記特許文献３に示される従来技術では、シャドーイングを予測するための予測機能が必要であった。したがって、これらの従来技術では、基地局側の規模および機能が増大し、コスト増やサイズ増に直結するといった不利点が存在していた。特に、この種の交通システムは、設置数が膨大な数となるため、装置価格や装置規模を低減させることが重要な課題となる。
【００１１】
また、上記特許文献４に示される従来技術では、交差点における通信エリアのカバー率を上昇させることはできるが、複数の基地局からの送信により、異なるドップラーシフトの信号が移動局で受信されることになり、通信品質が低下するといった問題点があった。
【００１２】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コストや規模を低減させつつ、通信品質の低下を局限することができる無線通信システムおよび基地局装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる無線通信システムは、基地局装置と移動局装置とを具備する無線通信システムであって、前記基地局装置は、指向性ビームを形成可能なアンテナを備え、前記基地局装置は、前記指向性ビームを形成可能なアンテナの指向性ビーム照射方向を規則的またはランダム的に制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明にかかる無線通信システムによれば、指向性ビームを形成可能なアンテナの指向性ビーム照射方向を規則的またはランダム的に制御するようにしているので、コストや規模を低減させつつ、通信品質の低下を局限することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明にかかる無線通信システムおよび基地局装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１６】
実施の形態１．
（システムの構成）
まず、本発明の実施の形態１にかかる無線通信システムの構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態１にかかる無線通信システムを示す概念図である。通信に障害を与えると推測される通信障害車両として、ここでは大型車両を例にとって説明する。同図において、紙面の上下方向および左右方向に延びる道路３が存在し、左右方向の道路３には、アンテナ（移動局用アンテナ）４を搭載した車両１およびアンテナ（移動局用アンテナ）５を搭載した大型車両２が存在している。一方、交差点８の近傍（同図では右上方部）には、３つの指向性アンテナ２０−１〜２０−３を有するセクタアンテナ（基地局用アンテナ）２０を搭載した基地局１０が存在している。ここでは、指向性ビームを形成可能なアンテナとして、複数の指向性アンテナを具備するセクタアンテナを用いて説明する。なお、車両１、大型車両２および基地局１０を取り囲むように示した円の部分は、基地局１０との間で通信することができる概略の通信エリア（セル）を示しており、この通信エリア３０は、基地局１０のセクタアンテナ２０の覆域や基地局１０の送信電力などによって決定される。
【００１７】
一般的な移動体通信システムでは、無線周波数の利用効率を向上させるための一手法として、例えば無線セルのセクタ化という手法がよく用いられる。ここで、無線セルとは、１つの基地局がカバーする（無線通信する）サービスエリアのことである。また、セクタとは、無線セルを複数のエリアに分割した場合の分割された各エリアを意味する。この概念を、本発明に照らして見れば、上記でいうところの通信エリア３０は、この無線セルに相当する。一方、本発明では、具体的なセクタを通信エリア上に示すことはしていないが、例えば、図１において、基地局１０のセクタアンテナ２０に具備される指向性アンテナ２０−１〜２０−３の各覆域が通信エリア３０に投影される領域をセクタとして取り扱うことができる。
【００１８】
例えば、図１に示す基地局１０のセクタアンテナ２０では、円の中心点の周りに３個の指向性アンテナ２０−１〜２０−３を放射状に配置し（アンテナそのものは図示せず）、通信エリア３０に３個のセクタを構成している。このように、本発明では、指向性を有する指向性アンテナを複数個配置したセクタアンテナを基地局に具備させることで、セルのセクタ化を実現している。なお、図１では、３個のセクタを構成する例について示したが、セクタ数は３に限定されるものではなく、２以上の任意の整数を選択することができる。また、後述するように、セクタアンテナに具備される指向性アンテナのいずれか一つを時分割的に選択するようなアンテナ制御であれば、セクタ数と指向性アンテナ数とは必ずしも同一である必要はない。例えば、セクタアンテナとして、３つの指向性アンテナを有する場合、３つの指向性アンテナのそれぞれがカバーする３つのセクタと、３つの指向性アンテナのうちの２つの指向性アンテナの合成覆域がカバーする３つの領域（セクタ）と併せて６個のセクタを構成することができる。同様に指向性ビームを形成可能なアンテナとして、アレイアンテナを用いた場合にも、照射ビームは任意のビーム幅とすることができる。
【００１９】
（システムの動作）
つぎに、実施の形態１にかかる無線通信システムの動作について説明する。図１において、車両１と大型車両２が道路３を走行中にそれぞれアンテナ４とアンテナ５を用いて基地局１０との間で通信を行う。基地局１０に接続されたセクタアンテナ２０では、例えば指向性アンテナ２０−１に割り当てられた時間だけ指向性アンテナ２０−１から送信され、割り当て時間経過後は、他の指向性アンテナ（例えば指向性アンテナ２０−２）からの送信が開始される。なお、指向性アンテナ２０−１〜２０−３の切り替えは、規則的な繰り返しをもって行われてもよいし、あるいはランダムな順序での切り替えが行われてもよい。また、指向性アンテナ２０−１〜２０−３のそれぞれに割り当てられる使用時間は、均等あるいは不均等のいずれであっても構わない。さらに、車両１では、指向性アンテナ２０−１〜２０−３からの受信を合成して受信品質を向上させることもできる。
【００２０】
上述のように、指向性アンテナを切り替えることで、通信エリア３０において、遅延パスによる干渉を回避することができる。また、無指向性アンテナを使用して通信エリア３０を形成する場合に比して、指向性のある方向に電力集中ができ、送信電力を増加させることなく通信エリアを拡大することができる。また、大型車両２の影響で、車両１と基地局１０とがシャドーイング関係にある場合には、ビルやガードレールなどで反射する反射パスを利用することができるが、この場合にも、指向性アンテナにて電力集中がなされているので、無指向性アンテナを使用する場合に比して通信品質の改善が可能となる。さらに、上記の特許文献１、２に示されるような通信品質判定回路を必要としないため、システムの低廉化、簡素化が可能となる。
【００２１】
図２は、図１に示した基地局１０の機能構成を示すブロック図である。同図において、基地局１０は、アンテナ制御部１０１、通信処理部１０２および通信障害車両存在判定部２００を備えている。アンテナ制御部１０１は、セクタアンテナ２０の指向性アンテナ２０−１〜２０−３を選択切替するための制御信号をセクタアンテナ２０に出力する。通信処理部１０２は、移動局との間で必要な情報を交換するため、移動局から送信された信号をセクタアンテナ２０を介して受信するとともに、移動局に伝達すべき情報を所定の信号形式に変換してセクタアンテナ２０を介して送信する。通信障害車両存在判定部２００は、通信処理部１０２が受信した移動局の情報に基づいて通信障害車両の存在を判定し、必要な情報をアンテナ制御部１０１に出力する。
【００２２】
つぎに、通信に障害を与えると推測される通信障害車両によってシャドーイングが発生する場合の基地局の動作について、図１および図２を参照して説明する。例えば、図１に示すような、基地局１０と車両１との間が、大型車両２によって直接波が遮られるような状態に位置する場合、シャドーイングによって車両１に必要な情報が伝達されない可能性が生ずる。このようなシャドーイングが生じている状況は、基地局１０の通信障害車両存在判定部２００にて判定される。このとき、通信障害車両存在判定部２００は、必要な情報（例えば、通信に障害を与えると推測される通信障害車両が存在するセクタ情報、ＧＰＳなどによる絶対位置情報、検出時間など）をアンテナ制御部１０１に出力する。アンテナ制御部１０１は、シャドーイングが生じているセクタ向けの指向性アンテナの送信時間率（全ての指向性アンテナの送信時間に対する特定の指向性アンテナの送信時間の比率）を低下させ、代わりに他のセクタ向けの指向性アンテナの送信時間率を増加させる。あるいは、アンテナ制御部１０１は、指向性アンテナの送信時間率（全ての指向性アンテナの送信時間に対する特定の指向性アンテナの送信時間の比率）を増加させ、代わりに他のセクタ向けの指向性アンテナの送信時間率を低下させることもできる。
【００２３】
なお、上述の処理では、送信時間率の変更をアンテナ制御部１０１にて行うようにしているが、送信時間率の変更を通信障害車両存在判定部２００で行ってもよい。この場合、アンテナ制御部１０１は、通信障害車両存在判定部２００から通知された送信時間率に基づいてセクタアンテナ２０の各指向性アンテナを切替制御すればよい。
【００２４】
また、上述の処理では、大型車両２と基地局１０との相対関係に基づいてシャドーイングを判定し、シャドーイングを生じさせている大型車両の位置情報（セクタ情報）に基づいてセクタアンテナ２０の各指向性アンテナを制御するようにしているが、単純に大型車両２からの信号を受信した指向性アンテナの方向の送信時間率を低下させるとともに他の指向性アンテナの送信時間率を増加させるようして、指向性アンテナ全体の送信時間率を制御するようにしてもよい。
【００２５】
以上説明したように、この実施の形態の無線通信システムおよびその基地局装置によれば、通信エリアが複数に分割された各セクタに向けて指向性ビームをセクタごとに照射可能な指向性アンテナを有するセクタアンテナが備えられ、このセクタアンテナにおける指向性アンテナを規則的またはランダム的に選択・切替するようにしているので、無指向性アンテナを使用する場合に比して通信品質の改善が可能となる。
【００２６】
また、この実施の形態の無線通信システムおよびその基地局装置によれば、大型車両が存在する場合に大型車両が存在するセクタにおける指向性ビームの送信時間率を低減させるとともに、他のセクタにおける指向性ビームの送信時間率を増加させるようにしているので、大型車両がシャドーイングや通信品質の劣化の原因になる場合のシャドーイング発生頻度を低下させ、通信品質を向上させることができる。
【００２７】
また、この実施の形態の無線通信システムおよびその基地局装置では、装置自身に、通信品質やシャドーイング発生予測をする機能を具備させる必要がないので、システムを低廉化、簡素化することができる。
【００２８】
実施の形態２．
（システムの構成）
つぎに、本発明の実施の形態２にかかる無線通信システムの構成について説明する。図３は、本発明の実施の形態２にかかる無線通信システムを示す概念図である。同図に示す無線通信システムでは、実施の形態１の構成に加えて、電波を反射する構造物４０を追加している。なお、その他の構成については、実施の形態１の構成と同一あるいは同等であり、それらの各構成部には、同一符号を付して示している。
【００２９】
（無線通信システムの動作）
つぎに、実施の形態２にかかる無線通信システムの動作について説明する。実施の形態１では、大型車両２の影響で、車両１と基地局１０とがシャドーイング関係にある場合であっても、ビルやガードレールなどで反射する反射パスを利用することで通信品質の改善が可能となることについて説明した。一方、この実施の形態は、通信エリア３０内に電波を反射するビルやガードレールが存在しない場合、あるいは少ない場合を想定している。このような環境下に本システムを設置する場合、反射波を意図的に発生させるための反射構造物を設置することで、大型車両２による車両１のシャドーイングを回避することができる。なお、同様な効果は、基地局装置の増設によって対処できるが、基地局装置を複数設置する場合に比べ、コストの低廉化を図ることができる。
【００３０】
以上説明したように、この実施の形態の無線通信システムおよびその基地局装置によれば、実施の形態１の構成において、基地局の通信エリア内にセクタアンテナからの指向性ビームを反射させる反射構造物を設置するようにしているので、基地局装置を複数設置する場合に比べ、コストの低廉化を図ることができる。
【００３１】
実施の形態３．
（システムの特徴）
実施の形態３にかかる無線通信システムは、セクタアンテナを搭載する基地局数を増加させる点に特徴がある。基地局数を増加することで、任意の地点に到達する通信パス数を増加させることができ、例えば大型車両に起因するシャドーイングの発生確率を図１に示した実施の形態１に比して減少させることが可能となる。
【００３２】
（システムの構成）
つぎに、本発明の実施の形態３にかかる無線通信システムの構成について説明する。図４は、本発明の実施の形態３にかかる無線通信システムを示す概念図である。同図において、交差点８の近傍４方向には、４つの基地局１１ａ〜１１ｄが配置されている。具体的に、基地局１１ａには、３つの指向性アンテナ２０ａ−１〜２０ａ−３を具備するセクタアンテナ２０ａが搭載されている。以下同様に、基地局１１ｂには、３つの指向性アンテナ２０ｂ−１〜２０ｂ−３を具備するセクタアンテナ２０ｂが搭載され、基地局１１ｃには、３つの指向性アンテナ２０ｃ−１〜２０ｃ−３を具備するセクタアンテナ２０ｃが搭載され、基地局１１ｄには、３つの指向性アンテナ２０ｄ−１〜２０ｄ−３を具備するセクタアンテナ２０ｄが搭載されている。なお、その他の構成については、実施の形態２の構成と同一あるいは同等であり、それらの各構成部には、同一符号を付して示している。
【００３３】
図５は、図４に示した基地局１１の機能構成を示すブロック図である。同図に示す基地局１１は、通信障害車両存在判定部２００を有する図２に示した構成に代えて、後述する制御局１３０から送信された各基地局間の連携にかかる基地局間連携情報に基づいてセクタアンテナを切替制御するための制御信号を生成出力する基地局間同期部１００を備えている。なお、その他の構成については、実施の形態１の構成と同一あるいは同等であり、それらの各構成部には、同一符号を付して示している。
【００３４】
図６は、図４に示した４つの基地局間の連携動作を制御するための無線通信システムの階層構成を示す図である。同図において、基地局１１ａ〜１１ｄの上位局である制御局１３０は、各基地局との間で、基地局間連携情報１２０を交換する。基地局間連携情報１２０には、各セクタアンテナを構成する指向性アンテナの切替タイミング情報や、どの指向性アンテナを使用するかの指向性アンテナ指示情報などが含まれる。なお、その他の情報として、例えば他の基地局のセクタアンテナ切替タイミング情報を含んでいてもよい。
【００３５】
（無線通信システムの動作）
つぎに、実施の形態３にかかる無線通信システムの動作について図４〜図６を参照して説明する。基地局１１ａ〜１１ｄは、制御局１３０から伝達された基地局間連携情報１２０を受信する。この基地局間連携情報１２０には、セクタアンテナ２０ａ〜２０ｄの切替タイミング情報が含まれている。例えば、基地局１１ａの基地局間同期部１００は、自身（セクタアンテナ２０ａ）にかかる切替タイミング情報を抽出してアンテナ制御部１０１に伝達する。基地局１１ａのアンテナ制御部１０１は、基地局間同期部１００から伝達された切替タイミングにてセクタアンテナ２０ａを構成する指向性アンテナ２０ａ−１〜２０ａ−３を切替制御する。なお、セクタアンテナ２０ａが選択された際、通信処理部１０２にて予め準備されている送信データが移動局に対して送信される。また、一つの通信エリア３０を構成（共有）する基地局１１ａ〜１１ｄは、同一の周波数を用いて同一のデータを同時に送信する。その際、各基地局のセクタアンテナを構成する指向性アンテナは、指向性アンテナごとに割り当てられた時間の間送信を行う。
【００３６】
なお、セクタアンテナ２０ａ〜２０ｄの制御では、基地局１１ａ〜１１ｄから送信される送信ビームのそれぞれが、他の基地局から送信される送信ビームと時間的に可能な限り重ならないように制御されることが好ましい（特に、マルチバス対策を施していない場合）。また、送信ビームが同時刻に重なる場合には、マルチパス対策（例えば直交周波数変調方式、直交符号分割方式など）を施しておくことが望ましい。
【００３７】
また、図４にも示しているように、通信エリア３０内に電波を反射する構造物４０を設置することで、シャドーイングの発生確率をさらに減少させることができる。
【００３８】
また、この実施の形態では、複数の基地局間の連携にかかる基地局間連携情報を各基地局の上位に位置する制御局から送信するようにしているが、この基地局間連携情報が必ずしも制御局から送信される必要はなく、例えば複数の基地局を統括する上位局として一の基地局を定め、この一の基地局から他の基地局に対して基地局間連携情報を送信するようにしてもよい。
【００３９】
以上説明したように、この実施の形態の無線通信システムおよびその基地局によれば、複数の基地局間で共有される同一通信エリアに対する通信が単一周波数で運用され、これらの複数の基地局を統括する上位局から伝達される基地局間連携情報に基づいて自身のセクタアンテナに具備される指向性アンテナを切り替えるための切替タイミング情報を生成出力し、この切替タイミング情報に基づいてセクタごとに選択された指向性ビームの照射／非照射を制御するようにしているので、実施の形態１にかかる無線通信システムに比して、さらに複数の通信パスを生成することができ、例えば大型車両に起因するシャドーイングの発生確率を減少させることができる。
【００４０】
なお、この実施の形態では、同一通信エリア内の基地局数を増加させる形態について説明したが、この構成を、大型車両の存在情報に基づいて指向性ビームの送信時間率を可変制御する実施の形態１の構成に適用することもでき、例えば大型車両に起因するシャドーイングの発生確率をさらに減少させることができる。
【００４１】
実施の形態４．
（システムの特徴）
実施の形態４にかかる無線通信システムは、一の交差点と他の交差点との交差点間の連携制御にかかる連携要領について示すものである。交差点間の連携制御を行うことで、隣接する通信エリアにおいても同一の周波数を使用することができ、高い周波数利用効率で広域システムを構築することが可能となる。
【００４２】
（システムの構成）
つぎに、本発明の実施の形態４にかかる無線通信システムの構成について説明する。図７は、本発明の実施の形態４にかかる無線通信システムを示す概念図である。同図に示す無線通信システムでは、図４に示した実施の形態３の構成に加えて、交差点８に隣接する交差点９の近傍２方向に２つの基地局１１ｅ，１１ｆが配置されている。具体的に、基地局１１ｅには、３つの指向性アンテナ２０ｅ−１〜２０ｅ−３を具備するセクタアンテナ２０ａが搭載され、基地局１１ｆには、３つの指向性アンテナ２０ｆ−１〜２０ｆ−３を具備するセクタアンテナ２０ｆが搭載されている。なお、その他の構成については、実施の形態３の構成と同一あるいは同等であり、それらの各構成部には、同一符号を付して示している。
【００４３】
図８は、図７に示した２つの交差点間の連携動作を制御するための無線通信システムの階層構成を示す図である。同図において、制御局１３０ａ，１３０ｂの上位局である交差点間連携制御局１５０は、各制御局との間で後述する交差点間連携情報１４０を交換する。また、基地局１１ａ〜１１ｄの上位局である制御局１３０ａは、各基地局との間で交差点間連携情報１４０に基づく基地局間連携情報１２０を交換する。同様に、基地局１１ｅ，１１ｆの上位装置である制御局１３０ｂは、各基地局との間で交差点間連携情報１４０に基づく基地局間連携情報１２０を交換する。
【００４４】
（無線通信システムの動作）
つぎに、実施の形態４にかかる無線通信システムの動作について図７および図８を参照して説明する。制御局１３０ａ，１３０ｂは、交差点間連携制御局１５０から伝達された交差点間連携情報１４０を受信する。この交差点間連携情報１４０には、通信エリア３０と、この通信エリア３０に隣接する通信エリア３１との間で重複する重複エリア１３５に対して同時刻に電波が発射されないように各基地局のセクタアンテナを制御する制御情報が含まれている。制御局１３０ａ，１３０ｂは、交差点間連携制御局１５０から伝達された交差点間連携情報１４０に基づいて、重複エリア１３５を照射する可能性のある基地局のセクタアンテナを制御するための切替タイミング情報を含む基地局間連携情報１２０を各基地局に送信する。なお、その後の動作については、実施の形態３と同様であり、その説明を省略する。
【００４５】
このように、交差点間連携情報に基づいて隣接通信エリアとの間の重複エリアに対する送信制御を行うようにすれば、隣接する通信エリアで同一の周波数を使うことができ、高い周波数利用効率で広域システムを構築することができる。
【００４６】
なお、この実施の形態では、重複エリアが１つの場合を例示しているが、１つの場合に限定されるものではなく、２以上の重複エリアが存在する場合であっても同様な処理を行えばよい。
【００４７】
また、図７にも示しているように、通信エリア３０内に電波を反射する構造物４０を設置することで、シャドーイングの発生確率をさらに減少させることができる。
【００４８】
また、この実施の形態では、複数の制御局間の連携にかかる交差点間連携情報を各制御局の上位に位置する交差点間連携局から送信するようにしているが、この交差点間連携情報が必ずしも交差点間連携局から送信される必要はなく、例えば複数の制御局を統括する上位局として一の制御局を定め、この一の制御局から他の制御局に対して交差点間連携情報を送信するようにしてもよい。
【００４９】
以上説明したように、この実施の形態の無線通信システムおよびその基地局によれば、一の基地局装置の通信エリアと一の基地局装置の通信エリアに隣接する１〜複数の隣接通信エリアとの間の重複エリアにおける通信が干渉しないように自身の指向性アンテナの照射を制御するようにしているので、隣接通信エリア間で同一の周波数を使うことができ、高い周波数利用効率の広域システムを構築することができる。
【００５０】
なお、この実施の形態では、一の交差点と他の交差点との交差点間の連携制御にかかる実施形態について説明したが、この実施形態を、大型車両の存在情報に基づいて指向性ビームの送信時間率を可変制御する実施の形態１に適用することもでき、例えば大型車両に起因するシャドーイングの発生確率をさらに減少させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上のように、本発明にかかる無線通信システムは、高い周波数利用効率の広域無線通信システムとして有用であり、特に、無線を利用して必要な情報を車両等に提供する道路交通システムに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる無線通信システムを示す概念図である。
【図２】図１に示した基地局の機能構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態２にかかる無線通信システムを示す概念図である。
【図４】本発明の実施の形態３にかかる無線通信システムを示す概念図である。
【図５】図４に示した基地局の機能構成を示すブロック図である。
【図６】図４に示した４つの基地局間の連携動作を制御するための無線通信システムの階層構成を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態４にかかる無線通信システムを示す概念図である。
【図８】図７に示した２つの交差点間の連携動作を制御するための無線通信システムの階層構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  車両
２  大型車両
３  道路
４，５  アンテナ
８，９  交差点
１０，１１ａ〜１１ｆ  基地局
２０，２０ａ〜２０ｆ  セクタアンテナ
２０，２０ａ〜２０ｆ  指向性アンテナ
３０，３１  通信エリア
４０  構造物
１００  基地局間同期部
１０１  アンテナ制御部
１０２  通信処理部
１２０  基地局間連携情報
１３０，１３０ａ，１３０ｂ  制御局
１３５  重複エリア
１４０  交差点間連携情報
１５０  交差点間連携制御局
２００  通信障害車両存在判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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